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  1. 芯片架构

ARM指令集概念

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Last updated 3 years ago

ARM指令集是指计算机ARM操作指令系统。在ARM中有两种方式可以实现程序的跳转:一种是跳转指令;另一种是直接向PC寄存器(R15)中写入目标地址值。

ARM指令集可以分为跳转指令、数据处理指令、程序状态寄存器(PSR)处理指令、加载/存储指令、协处理器指令和异常产生指令六大类。

分类详解

算术和逻辑指令

ADC(Addition with Carry) : 带进位的加法。

定义:ADC是将把两个操作数加起来,并把结果放置到目的寄存器中。它使用一个进位标志位,这样就 可以做比 32 位大的加法。

代码:ADC{条件}{S} <dest>, <op 1>, <op 2>dest = op_1 + op_2 + carry

实例:下列例子将加两个 128 位的数。128 位结果: 寄存器 0、1、2、和 3第一个 128 位数: 寄存器 4、5、6、和 7第二个 128 位数: 寄存器 8、9、10、和 11。ADDS R0, R4, R8 ; 加低端的字ADCS R1, R5, R9 ; 加下一个字,带进位ADCS R2, R6, R10 ; 加第三个字,带进位ADCS R3, R7, R11 ; 加高端的字,带进位

注意: 如果如果要做这样的加法,不要忘记设置 S 后缀来更改进位标志。

ADD(Addition) : 加法。

定义:ADD 是将把两个操作数加起来,把结果放置到目的寄存器中。操作数1:是一个寄存器。操作数2:可以是一个寄存器,被移位的寄存器,或一个立即值。

代码:ADD{条件}{S} <dest>, <op 1>, <op 2>dest = op_1 + op_2

实例:ADD R0, R1, R2 ; R0 = R1 + R2ADD R0, R1, #256 ; R0 = R1 + 256ADD R0, R2, R3,LSL#1 ; R0 = R2 + (R3 << 1)

注意:加法可以在有符号和无符号数上进行。

AND (logical AND): 逻辑与。

定义:AND 将在两个操作数上进行逻辑与,把结果放置到目的寄存器中;对屏蔽你要在上面工作的位很 有用。操作数1:是一个寄存器。操作数2:可以是一个寄存器,被移位的寄存器,或一个立即值。

代码:AND{条件}{S} <dest>, <op 1>, <op 2>dest = op_1 AND op_2

实例:AND R0, R0, #3 ; R0 = 保持 R0 的位 0 和 1,丢弃其余的位。

真值表(二者都是 1 则结果为 1)

op_1

op_2

结果

0

0

0

0

1

0

1

0

0

1

1

1

BIC(Bit Clear) : 位清除。

BIC 是在一个字中清除位的一种方法,与 OR 位设置是相反的操作。操作数 2 是一个 32 位位掩码(mask)。如果如果在掩码中设置了某一位,则清除这一位。未设置的掩码位指示此位保持不变。

BIC{条件}{S} <dest>, <op 1>, <op 2>

dest = op_1 AND (!op_2)

BIC R0, R0, #%1011 ; 清除 R0 中的位 0、1、和 3。保持其余的不变

BIC 真值表 :

Op_1

Op_2

结果

0

0

0

0

1

0

1

0

1

1

1

0

译注:逻辑表达式为 Op_1 AND NOT Op_2

EOR : 逻辑异或(logical Exclusive OR)

EOR 将在两个操作数上进行逻辑异或,把结果放置到目的寄存器中;对反转特定的位有用。操作数 1 是一个寄存器,操作数 2 可以是一个寄存器,被移位的寄存器,或一个立即值

EOR{条件}{S} <dest>, <op 1>, <op 2>

dest = op_1 EOR op_2

EOR R0, R0, #3 ; 反转 R0 中的位 0 和 1

EOR 真值表(二者不同则结果为 1):

Op_1

Op_2

结果

0

0

0

0

1

1

1

0

1

1

1

0

MOV : 传送(Move)

MOV 从另一个寄存器、被移位的寄存器、或一个立即值装载一个值到目的寄存器。你可以指定相同的寄存器来实现 NOP 指令的效果,你还可以专门移位一个寄存器

MOV{条件}{S} <dest>, <op 1>

dest = op_1

MOV R0, R0 ; R0 = R0... NOP 指令

MOV R0, R0, LSL#3 ; R0 = R0 * 8

MOV PC, R14 ; 退出到调用者

MOVS PC, R14 ; 退出到调用者并恢复标志位

(不遵从 32-bit 体系)

MVN : 传送取反的值(MoveNegative)

MVN 从另一个寄存器、被移位的寄存器、或一个立即值装载一个值到目的寄存器。不同之处是在传送之前位被反转了,所以把一个被取反的值传送到一个寄存器中。这是逻辑非操作而不是算术操作,这个取反的值加 1 才是它的取负的值

MVN{条件}{S} <dest>, <op 1>

dest = !op_1MVN R0, #4 ; R0 = -5

MVN R0, #0 ; R0 = -1

ORR : 逻辑或(logical OR)

ORR指令用于在两个操作数上进行逻辑或运算,并把结果放置到目的寄存器中。操作数1应是一个寄存器,操作数2可以是一个寄存器,被移位的寄存器,或一个立即数。该指令常用于设置操作数1的某些位。 [1]  

op2可以是寄存器、被移位的寄存器或立即数。一般用于设置Rn的特定几位。 [2]

ORR{条件}{S} <dest>, <op 1>, <op 2>

dest = op_1 OR op_2

ORR R0, R0, #3 ;  该指令设置R0的0、1位,其余位保持不变。

ORR R0,R0,#5 ;R0的第0位和第2位设置为1,其余位不变

OR 真值表(二者中存在 1 则结果为 1):

Op_1

Op_2

结果

0

0

0

0

1

1

1

0

1

1

1

1

RSB : 反向减法(Reverse Subtraction)

RSB 用操作数 two 减去操作数 one,把结果放置到目的寄存器中。操作数 1 是一个寄存器,操作数 2 可以是一个寄存器,被移位的寄存器,或一个立即值

RSB{条件}{S} <dest>, <op 1>, <op 2>

dest = op_2 - op_1

RSB R0, R1, R2 ; R0 = R2 - R1

RSB R0, R1, #256 ; R0 = 256 - R1

RSB R0, R2, R3,LSL#1 ; R0 = (R3 << 1) - R2

例如:

RSB R0,R1,#5 ;R0=5-R1

RSB R0,R1,R2 ;R0=R2-R1

RSB R0,R1,R2,LSL#5 ;R0=R2左移5位-R1

反向减法可以在有符号或无符号数上进行。

如果 R15 是目的寄存器,将修改或标志。这用于返回到调用代码,方法是把连接寄存器的内容传送到 R15:

https://baike.baidu.com/item/ARM%E6%8C%87%E4%BB%A4%E9%9B%86
程序计数器